기기없이 눈으로 체온 감지.. 초고감도 센서 개발

KAIST는 온도에 감응하는 색 염료를 나노섬유 멤브레인에 결착시켜 인체의 체온 변화를 높은 민감도로 감지할 수 있는 '초고감도 센서 플랫폼 기술'을 개발했다. KAIST 제공

KAIST가 개발한 '초고감도 센서 플랫폼' 개념도로, 전기방사 기술을 이용해 다공성 나노섬유 멤브레인에 색 연료를 결착시켜 최대 5배 높은 민감도로 사람 체온 변화를 감지할 수 있다. KAIST 제공

인간의 체온 변화를 최대 5배 높은 민감도로 감지하는 센서 기술이 나왔다. 휴대용 개인 헬스케어 진단기기에 적용하면 별도의 전자기기 도움 없이 육안으로 실시간 체온 모니터링이 가능할 전망이다.

KAIST는 김일두 교수 연구팀이 나노섬유 멤브레인(얇은 막)에 온도 감응 색염료를 전기방사 기술을 이용해 입혀 인간의 체온을 색 변화로 감지하는 '초고감도 센서 플랫폼'을 개발했다고 30일 밝혔다.

기존 필름 타입의 온도 감응 색 변화 센서는 육안으로 센서의 물리화학적 변화를 감지할 수 있어 사용이 편리하다. 하지만, 필름 내부에 있는 염료 색상이 외부로 효과적으로 전달되지 않아 색 변화 감도가 낮은 한계가 있다.

연구팀은 전기방사 기술을 이용해 필름 타입의 센서에 비해 매우 높은 기공도와 뛰어난 빛 투과율을 지닌 다공성 나노섬유 멤브레인에 온도 감응 색 염료를 결착시켜 센서 감도를 높였다. 이어 전기장을 조절해 정렬되지 않은 나노섬유 멤브레인과 정렬된 나노섬유 멤브레인 구조의 온도 감응형 색 센서를 제작했다. 이 센서는 나노섬유의 밀도와 기공 구조를 더욱 세밀하게 조절해 색 변화 강도를 한층 높일 수 있다고 연구팀은 설명했다.

김일두 KAIST 교수는 "전기방사 기술을 통해 나노섬유 멤브레인의 밀도와 정렬 방향을 조절함으로써 온도 감응 색 변화 반응성을 높인 센서 기술로, 마스크나 팔찌, 몸에 붙이는 패치 타입의 웨어러블 온도 감응 색변화 센서로 활용할 수 있다"고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈' 6월호 표지 논문으로 게재됐다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr